KR100937482B1 - Method and device for sewage disposal using the submersible hollow media - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하수 또는 유기성 폐수의 질소와 인을 제거하는 하수처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탈질조와 혐기조 및 무산소조에 산소의 유입을 차단하는 공기접촉차단부재를 부상시켜 용존산소로 인한 탈인 및 탈질의 제거효율이 떨어지지 않도록 함과 아울러 호기조의 미생물이 다량으로 서식할 수 있도록 넓은 비표면적이 제공되는 중공복합담체를 이용하여 유기물 및 잔여 질소와 인을 동시에 제거할 수 있도록 하는 중공복합담체를 이용한 하수고도 처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage treatment to remove nitrogen and phosphorus from sewage or organic wastewater, and more specifically, to denitrification and denitrification due to dissolved oxygen by floating an air contact blocking member to block the inflow of oxygen to the denitrification tank, anaerobic tank and anoxic tank. Sewage using hollow composite carrier to remove organic matter and residual nitrogen and phosphorus simultaneously by using hollow composite carrier that provides a large specific surface area to inhabit a large amount of microorganisms in aerobic tank. An altitude processing apparatus and method.
최근 들어 인구증가 및 산업의 발달로 인해 가정의 오.폐수 및 산업폐수, 축산폐수 등 오염물질의 종류와 발생량이 많아짐과 동시에 하천으로 유입되면서 하천의 수질은 각종 유기성 오염물질뿐만 아니라 질소, 인 등의 부영양화 물질에 의하여 심하게 오염시키는 결정적인 요인으로 작용하고 있다.Recently, due to the increase in population and the development of industry, the types and generation of pollutants such as household wastewater, industrial wastewater, and livestock wastewater are increasing, and the water quality of the streams is not only various organic pollutants but also nitrogen, phosphorus, etc. It is acting as a decisive factor that causes serious pollution by eutrophication.
상기 질소, 인의 영양염류는 생물에게 필수 영양소이지만 이를 처리하지 않고 과다하게 배출시킬 경우, 부영양화로 인해 수질오염을 가중시켜 심한 악취의 발생은 물론 하천의 자정작용에 악영향을 끼치며, 조류의 과다번식으로 생태계를 파괴하는 문제점이 있었다.The nutrients of nitrogen and phosphorus are essential nutrients to living organisms, but if they are excessively discharged without processing them, they cause water pollution due to eutrophication, causing severe odors and adversely affecting the self-cleaning of rivers. There was a problem of destroying the ecosystem.
상기의 문제점을 해결하기 위해 근래에는 미생물에 의해 영양염류를 제거하는 생물학적 제거방법이 사용되고 있으며, 유입수에 포함된 질소는 호기성인 질산화 미생물에 의해 질산성 질소로 전환되면서 탈질화 미생물에 의해 환원되어 대기중으로 방출됨과 아울러 인을 과잉섭취하여 세포내 인 함량이 증가된 미생물을 슬러지로 폐기시킴으로써 제거된다.In order to solve the above problems, in recent years, a biological removal method for removing nutrients by microorganisms has been used, and nitrogen contained in the inflow water is reduced by denitrifying microorganisms while being converted into nitrate nitrogen by aerobic nitrification microorganisms, and is then atmosphere. In addition to being released into the medium, the excess intake of phosphorus to remove the microorganism with increased phosphorus content in the sludge is removed.
그러나 상기 생물학적 제거방법은, 유입수의 농도나 유량의 변동이 심할 경우, 질소와 인을 안정적으로 처리할 수 없으며, 이를 해소하기 위해서는 처리시설의 확장으로 설치비용이 증가하여 경제성이 저하될 뿐만 아니라 미생물의 유실이 빈번함에 따라 일정량의 미생물이 유지되지 않음으로 유지관리가 어려운 문제점이 있었다.However, the biological removal method, if the fluctuations in the concentration or flow rate of the influent is severe, nitrogen and phosphorus can not be treated stably, in order to solve this, the installation cost increases due to the expansion of the treatment facilities, not only economic efficiency is lowered, but also microorganisms There is a problem that is difficult to maintain because a certain amount of microorganisms are not maintained as the loss of frequent.
또한, 질소와 인의 다량 함유로 인해 악화된 수질은, 빠르게 증식하지 못하는 미생물로 인해 회복기간이 장기간 소요되면서 처리효율이 저하되며, 처리효율을 높이기 위해서는 고농도의 미생물을 확보하여 투입해야 하는 번거로운 문제점이 있었다.In addition, the water quality worsened due to the large amount of nitrogen and phosphorus, the treatment efficiency is reduced due to the long recovery period due to the microorganisms that do not proliferate quickly, and the cumbersome problem of securing a high concentration of microorganisms to increase the treatment efficiency there was.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 탈질조와 혐기조 및 무산소조에 공기(산소)의 첩촉과 유입을 차단하는 공기접촉차단부재를 부상시켜 용존산소로 인한 탈인 및 탈질의 제거효율이 떨어지지 않도록 하는 중공복합담체를 이용한 하수고도 처리장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional defects, and its object is to dephosphate due to dissolved oxygen by floating an air contact blocking member which blocks the contact and inflow of air (oxygen) to the denitrification tank, the anaerobic tank and the anoxic tank. And it provides an apparatus and method for treating sewage altitude using a hollow composite carrier to prevent the removal efficiency of denitrification.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 하수를 반송하여 순환시키면서 일부 혐기성구역에 분포되어 침적된 접촉산화조의 중공복합담제에 고착된 미생물이 유기물을 산화처리함과 아울러 중공복합담체는 비표면적이 넓게 형성되어 미생물의 다량 서식 및 증가로 인해 탈질조와 혐기조 및 무산소조를 통과한 하수의 잔여 질소와 인을 재처리할 수 있도록 하는 중공복합담체를 이용한 하수고도 처리장치 및 방법을 제공함에 있다. In addition, another object of the present invention is that the microorganisms, which are distributed in some anaerobic zones while conveying and circulating sewage, are fixed in the hollow composite carriers of the contact oxidation tank deposited and oxidize organic matters, and the hollow composite carriers have a large specific surface area. The present invention provides an apparatus and a method for treating sewage altitude using a hollow composite carrier to reprocess residual nitrogen and phosphorus in sewage tanks that have passed through a denitrification tank, an anaerobic tank, and an anaerobic tank due to a large number of microorganisms.
본 발명 중공복합담체를 이용한 하수고도 처리장치는,The sewage altitude treatment apparatus using the hollow composite carrier of the present invention,
하수의 질소와 인을 처리하는 하수고도 처리장치로서,As a sewage altitude treatment device for treating nitrogen and phosphorus in sewage,
상기 하수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린조와;A screen tank for removing the impurities contained in the sewage;
상기 스크린조 및 탈질조로부터 공급되는 하수의 인을 탈리하는 혐기조와;An anaerobic tank for releasing phosphorus from sewage supplied from the screen tank and the denitrification tank;
상기 혐기조를 통과한 하수 및 접촉산화조에서 반송되는 하수의 질소를 탈질하는 무산소조와;An oxygen-free tank for denitrifying nitrogen of the sewage returned from the sewage and the contact oxidation tank passing through the anaerobic tank;
상기 무산소조를 통과한 하수에 공기를 공급하여 유기물을 산화처리하면서 비표면적이 넓은 중공복합담체에 서식하는 미생물에 의해 하수의 잔여 질소와 인을 탈질 및 탈인하는 접촉산화조와;A contact oxidation tank for denitrifying and dephosphorizing residual nitrogen and phosphorus in the sewage by the microorganisms inhabiting the hollow composite carrier having a large specific surface area while oxidizing organic matter by supplying air to the sewage which has passed through the anoxic tank;
상기 접촉산화조를 통과하여 침전되는 슬러지와, 상기 슬러지가 침전되어 분리되는 상등수를 각각 배출하는 침전조와;A sludge settled through the contact oxidation tank and a settling tank for discharging the supernatant separated from the sludge by sedimentation;
상기 침전조에서 반송되면서 순환하는 슬러지에 포함된 질소를 탈질하는 탈질조를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.It is characterized in that it comprises a denitrification tank for denitrifying nitrogen contained in the sludge circulated while being returned from the settling tank.
본 발명 중공복합담체를 이용한 하수고도처리방법은,The sewage altitude treatment method using the hollow composite support of the present invention,
하수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린단계와;A screen step of removing impurities contained in the sewage;
상기 스크린단계 및 탈질단계로부터 공급되는 하수에 포함된 인을 미생물이 흡수하여 탈리되도록 하는 혐기단계와;An anaerobic step of allowing the microorganisms to be desorbed by the phosphorus contained in the sewage supplied from the screen step and the denitrification step;
상기 혐기단계를 통과한 하수 및 접촉산화조에서 반송되는 하수의 질소를 1차적으로 탈질하는 무산소접촉단계와;An oxygen free contact step of firstly denitrifying nitrogen of the sewage returned from the sewage and contact oxidation tank passing through the anaerobic step;
상기 무산소접촉단계를 통과하여 공급되는 하수에 공급되는 공기 및 중공복합담체에 서식하는 미생물에 의해 질소가 질소가스로 변환되어 2차적으로 탈질하는 접촉산화단계와;A catalytic oxidation step in which nitrogen is converted into nitrogen gas by secondary microorganisms inhabiting the air and the hollow composite carrier supplied to the sewage supplied through the anoxic contacting step and denitrified secondly;
상기 접촉산화단계를 통과하여 침전되는 슬러지와 상기 슬러지가 침전되어 분리되는 상등수를 분리하여 각각 배출하는 침전단계와;A precipitation step of separating and discharging the sludge precipitated through the catalytic oxidation step and the supernatant water from which the sludge is precipitated and separated;
상기 침전단계에서 침전되어 선택적으로 반송되는 슬러지에 포함된 질소를 탈질하는 탈질단계를 순환하는 것을 특징으로 하는 것이다.It is characterized in that circulating the denitrification step of denitrifying nitrogen contained in the sludge which is precipitated in the precipitation step and selectively returned.
본 발명 중공복합담체를 이용한 하수고도 처리장치 및 방법에 의하면, 탈질조와 혐기조 및 무산소조에 공기접촉차단부재를 부상시켜 각 조에 산소의 유입을 차단하므로 용존산소로 인한 탈인 및 탈질의 제거효율이 떨어지지 않도록 하여 제품 사용자로 하여금 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.According to the present invention, an apparatus and method for treating sewage altitude using a hollow composite carrier may float air contact blocking members in a denitrification tank, an anaerobic tank, and an oxygen-free tank to block the inflow of oxygen into each tank so that removal efficiency of dephosphorization and denitrification due to dissolved oxygen is not reduced. The user can have the advantage of improving the reliability.
또한, 본 발명 중공복합담체를 이용한 하수고도 처리장치 및 방법에 의하면, 각 조의 하수가 순환되어 미생물의 분실을 방지함과 아울러 비표면적이 넓고, 일부 혐기성구역에 분포되어 침적된 접촉산화조의 중공복합담제에 고착되거나 다량으로 증식하여 서식하는 미생물이 의해 유기물을 산화처리하면서 탈질조와 혐기조 및 무산소조를 통과한 하수의 잔여 질소와 인을 재처리하여 탈질 및 탈인의 제거효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 유기물과 영양염류를 동시에 제거함으로 작업시간을 단축시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.In addition, according to the present invention and the sewage altitude treatment apparatus and method using the hollow composite carrier, the sewage of each tank is circulated to prevent the loss of microorganisms, and the specific surface area is large, the hollow composite of the contact oxidation tank deposited in some anaerobic zone Microorganisms that inhabit or grow in large quantities and oxidize organic matter can oxidize organic matter and reprocess the residual nitrogen and phosphorus in sewage tanks, anaerobic tanks, and anoxic tanks to improve the efficiency of denitrification and dephosphorization. By removing both nutrients and nutrients at the same time can have the advantage of reducing the work time.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명 중공복합담체의 사시도이며, 도 3은 도 2의 단면도이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic configuration diagram of the present invention, Figure 2 is a perspective view of the hollow composite carrier of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of FIG.
본 발명 중공복합담체를 이용한 하수고도 처리장치는, 하수의 질소와 인을 처리하는 하수고도 처리장치(100)로서, 상기 하수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린조(110)가 구성되고, 상기 스크린조(110) 및 탈질조(160)로부터 공급되는 하수의 인을 탈리하는 혐기조(120)가 구성되며, 상기 혐기조(120)를 통과한 하수 및 접촉산화조(140)에서 반송되는 하수의 질소를 탈질하는 무산소조(130)가 구성되고, 상기 무산소조(130)를 통과한 하수에 공기를 공급하여 유기물을 산화처리하면서 비표면적이 넓은 중공복합담체(142)에 서식하는 미생물에 의해 하수의 잔여 질소와 인을 탈질 및 탈인하는 접촉산화조(140)가 구성되며, 상기 접촉산화조(140)를 통과하여 침전되는 슬러지와, 상기 슬러지가 침전되어 분리되는 상등수를 각각 배출하는 침전조(150)가 구성되고, 상기 침전조(150)에서 반송되면서 순환하는 슬러지에 포함된 질소를 탈질하는 탈질조(160)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The sewage altitude treatment apparatus using the hollow composite carrier of the present invention is a sewage
상기 탈질조(160)와 혐기조(120) 및 무산소조(130)에 하수와 공기(산소)의 접촉을 효율적으로 차단하도록 다양한 크기의 공기접촉차단부재(170)를 부상시키며, 상기 공기접촉차단부재(170)는 큰볼(171)과 작은볼(172)이 1: 1/5의 비율을 유지하면서 비중이 낮아 부상력이 뛰어난 합성수지제 즉, 스티로폼으로 형성되는 것이 바람직하다.Floating the air
또한, 상기 탈질조(160)와 혐기조(120) 및 무산소조(130)의 하수는 수중 교반기에 의해 혼합되는 것이 바람직하다.In addition, the sewage of the
상기 접촉산화조(140)는, 상기 무산소조(130)를 통과한 하수에 공기를 공급하는 산기관(141)이 구비되고, 상기 산기관(141)으로부터 공급되는 공기에 의해 미 생물이 서식하도록 비표면적을 넓게 형성한 중공복합담체(142)를 포함하여 구비된다.The
상기 중공복합담체(142)는, 상기 비표면적이 넓게 형성되면서 공간(142c)이 관통되도록 제1,2판(142a)(142b)을 단차지게 편으로 연결하여 상.하, 좌.우로 연속되게 형성되며, 상기 공간(142c)은 상기 제1,2판(142a)(142b)에 방사상으로 관통되는 것이 바람직하다.The
상기 중공복합담체(142)는, 내부가 관통되는 원기둥이나, 적층가능하도록 다각형의 판으로 형성되는 것이 바람직하다.The hollow
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.The following describes in detail an embodiment of the present invention configured as described above.
먼저, 각종 유기물 및 부상물질이 포함된 하수가 발생원으로부터 스크린조(110)로 유입되면, 상기 스크린조(110)에서 하수에 포함된 협잡물을 분리한 후, 일정한 유량의 하수가 혐기조(120)로 공급된다.First, when the sewage containing various organic matter and flotation material is introduced into the
상기 혐기조(120)로 공급되는 하수에 포함된 인은, 상기 혐기조(120) 내부의 미생물이 흡수하여 침전되고, 이는 혐기조(120) 내의 수중 교반기에 의해 부상되는 과정을 반복하여 인이 탈인되도록 한 후, 무산소조(130)로 공급된다.Phosphorus contained in the sewage supplied to the
상기 무산소조(130)로 공급되는 하수에 포함된 질소는 호기상태의 질소화합물로 변환시키면서 질소가스로 만들어 탈질되는데, 이는 무산소조(130) 내의 수중 교반기에 의해 부상되는 과정을 반복한 후, 접촉산화조(140)로 공급된다.Nitrogen contained in the sewage supplied to the
또한, 상기 접촉산화조(140)로 공급되는 하수는 산기관(141)에서 분출되는 공기방울과 혼합되고, 상기 공기방울의 산소가 하수에 섞여 하수 내의 용존산소량이 높아져 하수의 수질 농도 및 오염 물질의 농도 등을 균질화할 수 있게 되는 것이다.In addition, the sewage supplied to the
상기 산기관(141)에서 공급되는 공기방울에 의해 하수는 하부에서 상부로, 상부에서 하부로 순환하는 과정을 반복함과 동시에 상기 순환하는 하수에 섞인 산소는 중공복함담체(142)로 공급되어 중공복합담체(142)에 서식하는 미생물에 산소를 공급하게 된다.By the air bubbles supplied from the
이때, 상기 중공복합담체(142)는, 비표면적(Specific Surface Area)이 넓게 형성되면서 공간(142c)이 관통되도록 제1,2판(142a)(142b)이 단차지게 편으로 연결하고, 이를 연속하여 형성하는데, 상기 제1,2판(142a)(142b)을 연결하면서 관통되는 공간(142c)은 방사상으로 관통되는 것이 바람직하다.In this case, the hollow
여기서, 상기 중공복합담체(142)는, 방사상으로 공간(142c)이 관통되도록 제1,2판(142a)(142b)을 상.하, 좌.우로 연속하여 형성하는데, 이를 말아 내부가 관통되는 원기둥 모양으로 도 4에 도시된 바와 같이, 형성할 수 있고, 연속한 제1,2판(142a)(142b)을 다각형의 일정크기로 절단하여 다각형 판을 적층하여 형성할 수도 있다.Here, the hollow
상기 산기관(141)에서 분출되는 공기방울에 의해 하부에서 상부로, 다시 상부에서 하부로 순환하는 하수에 포함된 질소는, 미생물의 생물학적 반응에 의하여 질소가스로 전환되어 탈질되며, 이중 일부는 무산소조(130)로 반송되어 탈질과정을 반복함과 동시에 다른 일부는 침전조(150)로 공급되어 침전되는데, 상기 침전 조(150)에 슬러지가 침전되면서 상등수와 분리되고, 분리된 상등수는 소독하여 하수관을 통해 배출되는 것이다.Nitrogen contained in the sewage that circulates from the bottom to the top and again from the top to the bottom by the air bubbles ejected from the
또한, 상기 침전조(150)에 침전된 슬러지의 일부는 반송펌프(161)에 의해 탈질조(160)로 반송되며, 상기 탈질조(160)의 수중 교반기에 의해 부상되는 과정을 반복하며, 또 다른 일부는 일정한 주기로 인발하여 침전조(150)의 부하를 감소시킬 수 있는 것이다.In addition, a part of the sludge precipitated in the
여기서, 상기 탈질조(160)와 혐기조(120) 및 무산소조(130)에 공기접촉차단부재(170)를 부상시켜 각 조의 하수와 공기(산소)의 접촉을 차단하는데, 이는 용존산소로 인한 탈인 및 탈질의 제거효율이 떨어지지 않도록 하기 위함이다.Here, the air
상기 공기접촉차단부재(170)는, 다양한 크기로 부상할 수 있는 합성수지제로 형성되는데, 이는 직경이 100mm 내외인 큰볼(171)과 상기 큰볼(171) 직경의 1/5 즉, 20mm 내외인 작은볼(172)으로 형성되며, 상기 큰볼(171)과 작은볼(172)은 비중이 낮아 부상력이 뛰어난 스티로폼으로 형성되는 것이 바람직하다.The air
또한, 상기 공기접촉차단부재(170)의 큰볼(171)과 작은볼(172)의 각 조 투입량은, 각 조를 충분히 덮을 수 있는 양으로 하고 투입비율은 큰볼(171)과 작은볼(172)이 1:2 즉, 큰볼(171)보다 작은볼(172)을 2배 더 투입하는데, 이는 도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 큰볼(171)과 작은볼(172)이 순차적으로 배치되게 함으로써, 각 조의 하수와 공기의 접촉을 가장 효율적으로 차단할 수 있게 된다.In addition, each jaw input amount of the
여기서, 상기 큰볼(171)이 투입되지 않는 크기일 경우는 작은볼(172)로 투입하여 부상시키는 것이 바람직하다.In this case, when the
상기의 과정을 반복 순환하도록 함으로써, 각 조의 미생물 특성에 맞는 최적의 반응에 의해 하수의 질소와 인을 탈질 및 탈인시키고, 유기물 및 잔여 질소와 인의 영양염류를 동시에 제거할 수 있도록 할 수 있는 것이다.By repeating the above process, it is possible to denitrate and dephosphorize sewage nitrogen and phosphorus by the optimum reaction for the microbial characteristics of each tank, and to be able to remove organic matter and residual nitrogen and phosphorus nutrients at the same time.
이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명하였으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.As described above, the present invention, although described by the limited embodiments and drawings, terms or words used in the present specification and claims are not limited to the ordinary or dictionary meanings and should not be interpreted, the technical spirit of the present invention It must be interpreted to mean meanings and concepts. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described herein are only one embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various changes within the scope of the claims of the present invention It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 개략 구성도1 is a schematic configuration diagram of the present invention
도 2는 본 발명 중공복합담체의 사시도2 is a perspective view of the present invention hollow composite carrier
도 3은 도 2의 단면도3 is a cross-sectional view of FIG.
도 4는 도 2의 사용상태 사시도Figure 4 is a perspective view of the use state of FIG.
도 5는 본 발명의 탈질조와 혐기조 및 무산소조에 공기접촉차단부재를 투입한 상태도로서,5 is a state diagram in which the air contact blocking member is inserted into the denitrification tank and the anaerobic tank and the anoxic tank according to the present invention;
a는 정면구성도이고,a is the front view,
b는 평면구성도이다.b is a plan view.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 하수고도 처리장치 110: 스크린조100: sewage treatment apparatus 110: screen tank
120: 혐기조 130: 무산소조120: anaerobic tank 130: anaerobic tank
140: 접속산화조 141: 산기관140: connection oxidation tank 141: diffuser
142: 중공복합담체 150: 침전조142: hollow composite carrier 150: sedimentation tank
160: 탈질조 170: 공기접촉차단부재160: denitrification tank 170: air contact blocking member
Claims (11)
Priority Applications (1)
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